白学立体视觉(1): 双目视觉

article/2025/10/9 17:43:44

文章目录

  • 前言
  • 什么是双目视觉?
  • 双目视觉的应用
  • 总结


前言

小伙伴们,大家好,以前学习了新的知识,一段时间之后便忘得差不多了,经常被他人嘲讽: 你真是白学xxx了!。是啊,我确实是白学了(该打该打),为了“不白学”,以分享知识的形式,借助这个平台记录一下自己的学习历程,以便 温故而知新,学而不忘矣


什么是双目视觉?

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人类以及灵长类动物都有一双眼睛,并且双眼位于头部的前方。左眼和右眼视野存在重叠区域,也就是共视区,所以在这个共视区内部的任何物体都可以同时被两只眼睛看见。这种双眼能同时看到某个物理空间所产生的视觉现象,被称为双目视觉(binocular vision)。与双目视觉所对应的是单目视觉(monocular vision)。比如自然界中的马、羊等,它们的双眼分别位于头部的左右两侧,不存在共视区,也就是马的左眼只能看到左边的物体,右眼是看不到的,同理右眼只能看右边的物体,左眼也看不到。这种单目视觉,对于左右两目都存在盲区。

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双目视觉不仅可以弥补单目视觉导致的盲区,扩大视野,还可以形成视差,让人类可以感觉到空间中物体的距离或者深度信息。这是由于人的左右眼睛存在间距(大致在5~7厘米),空间中的同一物体在左右眼视网膜上成像位置存在差异,该物体在左眼视网膜成像靠右侧多一些,在右眼靠左侧多一些。视觉高级中枢会对双目图像信号进行处理,送入大脑之后,会产生立体感,这就是生物界的立体视觉(stereo vision)。

双目视觉的应用

双目视觉作为计算机视觉一个重要领域,经过研究人员多年来的研究,双目视觉已经被广泛应用于自动驾驶、机器人导航、三维重建、精密工业测量、人脸识别、虚拟现实、地理勘测、无人机以及手机双摄等领域。实际上,双目视觉模拟人眼原理,使用两台相机模拟双目,结合透视投影、三角测量和特征点匹配,计算场景的深度信息。有了场景的景深信息,就可以计算出物体与相机之间的物理距离,物体三维尺寸。
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总结

本节首先介绍了双目视觉的基础概念及其仿生来源,然后简要展示了其应用领域。下一节将继续将详细介绍双目视觉中的相机成像理论。


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